基于自适应超时策略的嵌入式DPM研究与实现

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近年来,嵌入式技术取得了快速发展。嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件,消耗了系统很大一部分能量。然而,随着能量消耗增多,温度升高,失效率增大。另外,许多嵌入式产品依靠电池供电,而电池技术的发展远远的落后与能量的需求发展。因此,针对延长电池的供电时间和降低温度的嵌入式低功耗技术,成为了研究的热点和重点,尤其是针对嵌入式处理器。   论文研究的主要工作是改进自适应超时策略,以及根据改进的策略进行嵌入式DPM软件实现。论文首先介绍了一些嵌入式低功耗的基本概念和相关技术,然后详细的阐述了嵌入式动态电源管理技术。针对论文研究的重点,就超时策略展开了深入的分析和研究。研究发现,传统的自适应超时策略中,切换阈值难以使功耗降到更低的水平。本文对此进来了改进,根据当嵌入式处理器中任务的服务请求呈现自相似性时,其空闲时间的概率分布是重尾分布,建立服务请求模型并用数理统计的思想求出功耗期望的数学模型,发现期望函数存在一个切换极值点,使得功耗最低。然后,通过Matlab仿真,也证明此点作为切换阈值点功耗最低。为了进一步研究,在不同的参数下,对功耗期望进行了Matlab仿真,仿真图形显示,曲线是凹型曲线并存在一个极值点;阈值大于极值或小于极值都会造成过多功耗消耗;随着空闲时间增大,切换阈值相应减小。   论文最后对改进的自适应超时策略,在NiosⅡ处理器上和μClinux环境下,进行了嵌入式DPM软件实现。测试结果表明不仅实现了对处理器的动态电源管理,而且改进后策略在节能上也表现出一定优越性。
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